高速公路桥梁溶洞桩基施工处理关键技术分析

王庆华

摘 要：岩溶建设地段是高速公路桥梁建设过程中比较常见的一种地貌特征，由于溶洞地质的特殊性，使得该地质状况下的桥隧施工有一定难度，尤其是桥梁溶洞桩基施工工作，不仅增加了施工成本的投入，而且在施工过程中存在较大的安全风险，如果在施工过程中处理不当，遗留下施工质量问题，会直接影响到整个高速公路桥梁的整体建设。基于此，本文将以某高速公路工程桥梁溶洞桩基施工为例，谈谈桥梁溶洞桩基施工过程中常见的主要问题，并对施工处理准备工作和关键技术的应用进行分析。

关键词：高速公路;桥梁溶洞;桩基;施工处理;关键技术

中图分类号：U445.551 文献标识码：A

0 引言

溶洞是影响高速公路桥梁工程施工质量的主要因素之一，同时也是工程施工过程中常见的一种地质问题，如果不采取有效措施来解决溶洞问题，就会导致高速公路桥梁工程的安全性和稳定性受到影响。而溶洞地质结构相对来说比较复杂，给高速公路桥梁工程的施工增加了不少难度，而要想保障工程施工的质量，施工人员就必须更深层次的对高速公路桥梁溶洞桩基施工处理的关键技术进行分析，从而为高速公路桥梁工程建设提供有力保障。

1 高速公路桥梁溶洞桩基施工中常见的主要问题

1.1 漏浆问题

在高速公路桥梁溶洞桩基的施工过程中，经常会出现因溶洞裂缝多而漏浆的现象，这主要是因为溶洞自身的特殊性，一旦钻孔突破，溶洞出现破损现象时，就会出现浆液随缝隙流出的现象，这会在一定程度上增加漏浆的风险，进而严重影响到桥梁溶洞桩基的施工效率，甚至会遗留严重的安全隐患问题。

1.2 塌孔问题

目前，我国大部分地区的岩洞项目施工过程中，经常会遇到溶洞互相贯通的现象，出现了大面积漏浆问题，漏浆一旦超出施工标准，施工人员就很难实施有效的补浆措施，进而出现严重的塌孔等安全事故，从而对施工现场工作人员的生命安全带来威胁。桩基施工中突然遇到溶洞时，其塌孔原因主要有两点：其一是由于桩基在施工过程中突然打通溶洞孔壁引发漏浆，带动泥浆液面骤然降低致使周边护壁失稳，从而引发塌孔等事故;其二是溶洞位置受长期侵蚀，其临空面异常脆弱，是发生二次塌孔的敏感点。

1.3 沉陷问题

沉陷是比漏浆和塌孔更为严重的安全事故问题，而且对整个工程项目的建设施工有非常大的影响。如果高速公路桥梁区域有较多的溶洞，以串珠型进行分布，而且埋藏比较浅，桥梁处于体积形态较大的溶洞中，就会出现上方建筑施工稳定性不足等情况，增加了一定施工难度，引发严重的沉陷问题。通常情况下，为了确保在规定时间内完成工程的施工并保障工程施工质量，施工单位和技术人员应该主动邀请技术专家莅临施工现场指导，选择合适的钻孔工艺等，并最终形成科学的施工方案。总之，施工人员在具体施工前应该充分了解溶洞自身的特点和施工环境条件，进而制定出科学的施工组织方案，从而更好地保障高速公路桥梁工程施工的安全性和稳定性，进一步提高溶洞桩基工程施工建设的质量。

2 高速公路桥梁溶洞桩基施工处理准备工作

2.1 明確桥梁各溶洞的地质情况

首先，施工人员需要对每个溶洞的地质情况进行检查，收集并整理相关数据信息等。一般情况下，大部分溶洞的地质条件和结构都比较复杂，而要想更好的保障高速公路桥梁溶洞桩基施工的整体效率，施工人员需在施工前按照“一桩一钻”的测量方式，逐桩探明地质情况，从而明确桩底是否有溶洞以及溶洞的大小和分布情况等，进而全面掌握每个桩基的地质情况，然后再根据整理所得的数据信息制定出最佳的施工方案。另外，施工人员需要详细复核每根桩的地质钻探数据资料，不仅需要确定各岩层填充物的类型、填充程度等，而且需要对溶洞位置和地质状况等进行详细的了解和分析，为溶洞处理方案和成孔方法等的实施提供有力保障，进而为之后的施工提供准确且科学的依据。

2.2 合理地选择钻孔方式

钻孔方式在一定程度上决定了桥梁溶洞桩基处理的效果，所以，施工人员应该根据施工要求和工程建设的需求来选择最合理的钻孔方式。现阶段内，冲击钻进和旋转钻进成孔等方式是最常见的几种钻孔方式，一般来说，如果桥梁溶洞区域内有岩溶发育，并且岩面的倾斜角度较大，溶洞底部的岩石软硬程度不均匀，施工人员往往会选择人孔挖孔、静压管桩或者冲击钻孔等方式，这样可以有效地保障高速公路桥梁溶洞桩基处理的效率，从而更好地保障整个桥梁的安全性和稳定性。

2.3 准备合适的施工材料和施工设备

在做好地质条件勘察和施工方式的选择之后，相关施工人员需要根据高速公路溶洞的大小来准备合适的施工材料，比如，相当数量的片石、水、水泥、黏土和钢护筒等等，同时需要准备好相关的施工机械设备，比如冲击钻、自卸车、吊车和挖掘机等，现场试制混合料掺填配合比，确定水下初凝时间、终凝时间、混合物护壁强度等试验参数。此外场内需完成三通一平，泥浆循环系统布置，周边排水情况设置，人员施工前培训交底等准备工作。而且，施工单位应该配置如应急发电机等设备做好应急准备工作，从而充分满足高速公路桥梁溶洞桩基施工的需求，进一步提高整个工程的施工效益。

3 高速公路桥梁溶洞桩基施工处理关键技术分析

3.1 施工前期的防范处理技术

在开始正式施工之前，施工单位及相关施工人员需要全面收集并详细的整理有关的地质资料信息，对其进行详细地分析并制定出科学合理的施工档案，同时需要不断规范防范措施，从而更好地预防各类安全事故和安全质量问题的发生。对每一个桩基进行溶洞勘测，以及安全影响因素等的分析，施工人员应制定出有效的防范措施，尽可能地保护好桩基钢护筒，进一步降低安全事故的发生。另外，施工单位需要准备好相关施工材料，更好地应对各种突发状况和问题。除此之外，相关施工人员需要在充分了解高速公路桥梁溶洞桩基工程施工状况的基础上对安全隐患问题进行有效的排除操作，进而减少施工中各种风险问题的出现。

3.2 钻进工艺分析

在钻进这一施工环节中，施工单位及相关施工人员需要全面检测此区域内覆盖层的深度，并对施工现场的土质和深度状况等进行综合分析和考量，从而选择最合适的钻进工艺。如果表层覆盖有比较多且厚的卵漂石层时，施工人员可以选择冲击的钻进方式来实施钻孔工作，而且，施工人员要保证冲击钻机进入到足够深的岩石层之后再进行钻孔，然后再通过换浆清孔的方式来对钻孔进行深度清洁，并借助吊机等机械设备展开相应的协助工作，进而更好地提高钻进这一环节的施工质量和施工效率，从而使这一环节的施工达到工程对安全性和质量要求的标准。其次，施工人员在进行钻孔时需要时刻关注泥浆密度的变化情况，并详细记录泥浆密度的变化规律，从而将泥浆密度变化掌控在标准范围之内。与此同时，相关施工人员需要及时且合理的应用钢护筒来保护泥浆，进而避免出现塌孔等安全事故的发生，减少埋钻等不良现象或者质量不佳等问题的出现。另外，在实际施工过程中，经常会遇到部分钻孔位置刚好位于溶洞地段的现象，而为了保障钻孔的稳定性和有效性，施工人员通常会采用片石等进行填充，这样可以在状态缓和的情况下将填充物有效的注入到裂缝或者溶洞中去，进而有效地完成全面填充工作，桩基施工过程中，操作手应全程观察，发现异常情况立即停钻。其中，在施工至溶洞顶一定范围内（1～3 m），要求操作手减小冲程进行施工;现场安排挖机，并要求挖机司机原地待命，保证出现异常后，应急处置及时展开。随着泥浆液面的迅速降低，其塌孔风险将迅速增大，但仍然给操作人员留有一定的应变时间，此时则需立即展开应急处置措施，首先一旦发现液面降低应立即停止钻机钻进，并迅速提钻，以防钻机被埋。其次，挖机就位，按指定比例依次迅速填投片石、黏土、水泥等材料，同时注入泥浆液作为拌和用水，尽快恢复至原液面，尽可能降低塌孔概率。进一步提高对护壁的加固效果，提高高速公路桥梁溶洞桩基的稳固性。

3.3 泥浆筑壁法技术分析

在溶洞桩施工过程中，通过采用不同的水泥、黏土、片石混合料填充试验，研究防止软弱层坍塌及溶洞区封闭所采用的最合理的护壁效果，得出混合料最优掺填配合比，并为后续施工提供借鉴，从而达到加快施工效率、节约施工成本的目的。一旦发生塌孔现象，最为明显的特征是原地面明显沉降，此外钻机设备在发生塌孔后明显异常。此时桩内护壁异常脆弱，随着时间的推移将持续塌陷，需立即测定塌孔部位，补充泥浆及回填片石等材料，修复塌孔孔壁。由于首次塌孔后泥浆护壁已遭到破坏，只采用片石回填存在两个问题：其一是无法保证塌孔处填充物密实，且单一片石回填，缺乏粘结性，护壁效果差，桩孔结构尺寸控制不理想;其二是片石成本较大，回填后冲击施工效率较片石结合黏土填充较慢。此外为保证软弱结构面的护壁强度，需在回填材料中掺入一定比例的水泥，当冲击钻二次冲孔后，带动片石、黏土及水泥有效混合，随着水泥混合物终凝完成，其护壁效果将大大提升，当再次遇到串桩溶洞后，已凝结成形的孔壁可有效保证不塌孔，进而解决身施工质量、节约回填材料及缩短工期。

4 结束语

总而言之，岩溶地区地质情况复杂，地质构造特殊，在其施工前必须掌握详细的地质报告资料，在钻孔过程中遇到的情况也复杂多变，且往往具有综合特征及连锁效应。因此溶洞桩的处理必须全面考虑，针对实际施工过程中突出存在的问题采取相应的解决措施，做好施工技术方案比选，综合考虑各类处置措施的优劣，并熟练掌握相关处理技术以及常用的施工方法，引进并合理地利用先进的施工理念和施工设备，从而更好地保障工程施工质量，一般而言采用泥浆筑壁法仅适用于中小溶洞的樁基施工，如遇到超大溶洞宜采用护筒跟进法等进行处置，施工中应准确判断，在保证施工质量的情况下给项目带来施工效益，进而为社会和国家的快速发展贡献力量。

参考文献：

[1]毛建彬.高速公路桥梁溶洞桩基施工技术[J].交通世界，2020（8）：148-149.

[2]王学丽.高速公路桥梁溶洞桩基施工研究[J].住宅与房地产，2020（4）：221.